CN110277275B - 能对多个不同的密度值进行温度补偿的sf6气体密度开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，它包括感压元件弹簧管，该弹簧管自由端连接温度补偿片的一端，该温度补偿片的另一端连接传动元件机芯上的扇形齿轮，该机芯的中心齿轮轴设置指针；工作中，通过温度补偿片对一个SF6气体密度值进行温度补偿；其特征在于：该SF6气体密度开关还具有电接点，该电接点上的丝簧采用随环境温度变化发生挠曲的双金属片，通过该双金属片修正接点密度值的温度补偿。解决了SF6气体密度开关在使用中的多点温度补偿问题，使其同时满足GB/T 22065‑2006国家标准和DL/T 259‑2012电力行业标准。
Description
技术领域
本发明涉及电气开关领域，特别涉及了一种能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关。
背景技术
SF6（六氟化硫）气体密度开关广泛用于高压断路器、高压互感器、大功率变压器等SF6电气工程设备，监视和控制SF6电气工程设备密闭容器内SF6气体的密度。SF6气体的密度值是SF6电气工程设备绝缘、灭弧的重要指标，因此SF6气体密度开关示值和接点值的正确和可靠，关系到SF6电气工程设备能否在国家网电上正常安全运行。
在SF6电气工程上，通常采用+20℃时压力值来表示SF6气体的密度值。当密闭容器SF6气体密度值不变时，压力是随着温度在对应的曲线上进行变化，这条曲线被称作SF6气体压力—温度等容曲线，不同的密度值都有一条对应的等容曲线,如图1所示。为了能正确检测到不同温度下的SF6气体密度值，并发出接点信号，因此要求SF6气体密度开关具有温度补偿的功能。
SF6气体密度开关当前有两大主流标准，分别为GB/T 22065-2006国家标准和DL/T259-2012电力行业标准，两大标准对SF6气体密度开关温度补偿这一项提出不同的技术要求。GB/T 22065国家标准主要由仪表制造商根据SF6气体密度开关的构造和功能进行编制的，而DL/T 259电力行业标准是高压断路器生产厂家按照SF6电气设备实际使用的要求起草的。
GB/T 22065中5.9温度补偿中规定如下：
“给仪表充入SF6气体至额定压力，当仪表试验环境温度偏离20℃，仪表指针应指示在额定压力，其压力指示误差应不大于下式规定的温度补偿误差。”
DL/T 259中4.8.2温度补偿性能中规定如下：
“将仪表充入SF6气体至额定压力，当仪表试验环境温度偏离20℃时，仪表指针仍应指示在额定压力，其压力指示误差和信号触点动作值包括报警压力设定值和闭锁压力设定值的误差应不大于规定的温度补偿误差值。”
额定压力是SF6电气设备长期正常工作运行的压力；报警压力是设备出现需要维护或维修所设定的压力；闭锁压力设备不能正常工作所设定的压力。这三个不同的密度值在实际使用中都相当重要，监视和控制着SF6电气设备不同的工作状态，关系到SF6电气设备能否正常安全运行。
现有的SF6气体密度开关的技术只能满足对一个密度值（额定压力）温度补偿的误差值。无法同时满足对应多个密度值（额定压力、报警压力、闭锁压力）温度补偿的误差值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，主要解决了SF6气体密度开关在使用中的多点温度补偿问题，使其同时满足GB/T22065-2006国家标准和DL/T 259-2012电力行业标准。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，它包括感应元件弹簧管，该弹簧管自由端连接温度补偿片的一端，该温度补偿片的另一端连接传动元件机芯上的扇形齿轮，该机芯的中心齿轮轴设置指针；工作中，通过温度补偿片对一个SF6气体密度值进行温度补偿；其特征在于：该SF6气体密度开关还具有电接点，该电接点上安装有随环境温度变化发生挠曲的双金属片，通过该双金属片修正接点密度值的温度补偿。
所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：该电接点包括具有第一导电针的静触片和具有第二导电针的动触片；所述动触片可绕带有游丝的旋转轴转动，使动触片上的第二导电针与静触片上的第一导电针接通或断开； 所述动触片上的丝簧采用随环境温度变化发生挠曲的双金属片；所述指针连接拨杆，所述拨杆与双金属片接触；当环境温度偏离一定值时，动触片上双金属片出现左或右挠曲，改变了拨杆与双金属片接触时，第二导电针与指针轴线之间的相对位置，从而实现了电接点的接点温度补偿。
所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：该温度补偿片用于实现额定压力的温度补偿，该双金属片来实现报警压力和/或闭锁压力的温度补偿。
所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：该双金属片来实现报警压力和闭锁压力的温度补偿。
所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：所述双金属片为直条状，所述双金属片的厚度范围为0.08mm-0.5mm；所述双金属片的长度范围为10mm-25mm；所述双金属片的宽度范围为0.8mm-1.5mm。
所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：所述双金属片的材质为FPRA721系列或者FPA197系列中的一种。
所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：当环境温度为20℃时，所述双金属片不发生挠曲，当所述环境温度低于20℃时，所述双金属片向靠近静触片的一侧挠曲；当所述环境温度高于20℃时，所述双金属片向远离静触片的一侧挠曲。
本发明的积极进步效果在于：
本发明SF6气体密度开关，通过温度补偿片实现一个密度值（如额定压力）的温度补偿，再通过电接点，实现报警、闭锁压力值出现的偏差时，将由具有温度补偿功能的电接点对此进行修正，使得SF6气体密度开关能满足DL/T 259电力行业标准对温度补偿的技术要求。
附图说明
图1是SF6气体压力-温度等容曲线的示意图。
图2是本发明实施例1的结构示意图。
图3是本发明实施例1的正面结构示意图（去掉刻度盘）。
图4是本发明实施例1中电接点的立体结构示意图。
图5是本发明的实施例1的20℃时第二导电针位置的结构示意图。
图6是本发明的实施例1的-20℃时第二导电针位置的结构示意图。
图7是本发明的实施例1的+60℃时第二导电针位置的结构示意图。
图8是本发明温度补偿原理图。
图中：
1-电接点；10-静触片；11-第一导电针；20-动触片；21-动触臂；22-双金属片；23-第二导电针；31-连接板；32-支架；40-拨杆；50-指针；60-弹簧管；70-温度补偿片；80-机芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的内容作进一步说明。
实施例1
请参阅图2-4，该例公开了一种能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，它包括感压元件弹簧管60，该弹簧管60自由端连接温度补偿片70的一端，该温度补偿片70的另一端连接传动元件机芯80上的扇形齿轮，该机芯80的中心齿轮轴设置指针50；工作中，通过温度补偿片70对一个SF6气体密度值（如额定压力）进行温度补偿。具体的，该温度补偿片70的另一端通过齿条结构连接机芯80上的齿轮，该指针50设置在机芯80上，并由机芯80上的齿轮同轴驱动。该SF6气体密度开关中的弹簧管60在固定的环境温度的条件下会根据气体压力变化产生形态变化，特别是其活动端（即与温度补偿片70连接的一端）呈直线运动，然后再通过齿条和齿轮的配合，将直线运动变换为旋转运动，体现为指针50的转动。当环境温度发生变化时，由温度补偿片70进行温度补偿，避免指针的指示误差。一般情况下，该温度补偿片70通常采用U型的双金属片结构。
本发明的特点在于：该SF6气体密度开关还具有电接点1，该电接点1上安装的丝簧采用随环境温度变化发生挠曲的双金属片22，通过该双金属片22修正接点密度值的温度补偿。该电接点1具体结构包括具有第一导电针11的静触片10和具有第二导电针23的动触片20；所述动触片20可绕带有游丝的旋转轴转动，使动触片20上的第二导电针23与静触片10上的第一导电针11接通或断开； 所述动触片20上设置的丝簧采用随环境温度变化发生挠曲的双金属片22；所述指针50连接拨杆40，所述拨杆40与双金属片22接触；当环境温度偏离一定值时，动触片20上双金属片22出现左或右挠曲，改变了拨杆40与双金属片22接触时，第二导电针23与指针50轴线之间的相对位置，从而实现了电接点的接点温度补偿。
本发明中，该温度补偿片70可用于实现额定压力的温度补偿，该双金属片22来实现报警压力和/或闭锁压力的温度补偿。
作为一种优选方式，该双金属片22来实现报警压力和闭锁压力中间值的温度补偿。
在修正温度补偿片70所补偿的密度值以外的其它密度值时，所述静触片10位置被设定后，当环境温度偏离一定值（如20℃）时，动触片20上双金属片22出现左或右挠曲，改变了拨杆40与双金属片22接触时，第二导电针23与指针50轴线之间的相对位置，使得第一导电针11和第二导电针22接通或断开的行程发生了相对的变化(第二导电针22会由于温度的变化相对的靠近或远离第一导电针11)，从而实现了电接点的接点温度补偿。
以环境温度值取为20℃为例。当环境温度为20℃时，所述双金属片22不发生挠曲（如图5）。当所述环境温度低于20℃时，所述双金属片22向靠近静触片10的一侧挠曲（如图6），第二导电针23向指针50轴线的右侧偏离一定角度（如：变量D角度）。当所述环境温度高于20℃时，所述双金属片22向远离静触片10的一侧挠曲（如图7），第二导电针23向指针50轴线的左侧偏离一定角度（如：变量D角度）。
本实施例中，所述电接点具有固定组件；所述固定组件包括支架32及连接板31，所述支架32用于固定所述连接板31，所述连接板32连接所述旋转轴。
本实施例中，所述双金属片22为直条状，所述双金属片的厚度范围为0.08mm-0.5mm；所述双金属片的长度范围为10mm-25mm；所述双金属片的宽度范围为0.8mm-1.25mm。所述双金属片22的材质为FPRA721系列或者FPA197系列中的一种。
本发明的技术构思是选用一种具有温度补偿功能的电接点。当SF6气体密度开关温度补偿报警、闭锁压力值出现的偏差时，将由具有温度补偿功能的电接点对此进行修正，使得SF6气体密度开关能满足DL/T 259电力行业标准对温度补偿的技术要求。
图8中A为0.5MPa（+20℃）SF6气体的等容曲线；B为0.6MPa（+20℃）SF6气体的等容曲线；B’为0.60MPa（+20℃）SF6密度开关的温度补偿曲线；C为电接点上丝簧的温度补偿曲线。假如用B’来补偿A，温度从+20℃下降至-20℃，图中A的变化量a，B’的补偿量b，不难发现b大于a，出现过补偿，补偿偏差为Δ。引入C的补偿量c，选c等于Δ，结果b等于a加c，这样就实现了用B’同时补偿A和B。
通过实物实验，一种对接点进行温度补偿SF6气体密度开关具有对多个不同的密度值进行温度补偿功效，并通过了上海仪器仪表自控系统检验测试所的型式检测。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，它包括感应元件弹簧管（60），该弹簧管（60）自由端连接温度补偿片（70）的一端，该温度补偿片（70）的另一端连接传动元件机芯（80）上的扇形齿轮，该机芯（80）的中心齿轮轴设置指针（50）；工作中，通过温度补偿片（70）对一个SF6气体密度值进行温度补偿；其特征在于：该SF6气体密度开关还具有电接点，该电接点上安装有随环境温度变化发生挠曲的双金属片（22），通过该双金属片（22）修正接点密度值的温度补偿；
该电接点包括具有第一导电针（11）的静触片（10）和具有第二导电针（23）的动触片（20）；所述动触片（20）可绕带有游丝的旋转轴转动，使动触片（20）上的第二导电针（23）与静触片（10）上的第一导电针（11）接通或断开； 所述动触片（20）上的丝簧采用随环境温度变化发生挠曲的双金属片（22）；所述指针（50）连接拨杆（40），所述拨杆（40）与双金属片（22）接触；当环境温度偏离一定值时，动触片（20）上双金属片（22）出现左或右挠曲，改变了拨杆（40）与双金属片（22）接触时，第二导电针（23）与指针（50）轴线之间的相对位置，从而实现了电接点的接点温度补偿。
2.根据权利要求1所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：该温度补偿片（70）用于实现额定压力的温度补偿，该双金属片（22）来实现报警压力和/或闭锁压力的温度补偿。
3.根据权利要求2所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：该双金属片（22）来实现报警压力和闭锁压力的温度补偿。
4.根据权利要求2或3所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：所述双金属片（22）为直条状，所述双金属片的厚度范围为0.08mm-0.5mm；所述双金属片的长度范围为10mm-25mm；所述双金属片的宽度范围为0.8mm-1.5mm。
5.根据权利要求2或3所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：所述双金属片（22）的材质为FPRA721系列或者FPA197系列中的一种。
6.根据权利要求2或3所述的能对多个不同的密度值进行温度补偿的SF6气体密度开关，其特征在于：当环境温度为20℃时，所述双金属片（22）不发生挠曲，当所述环境温度低于20℃时，所述双金属片（22）向靠近静触片（10）的一侧挠曲；当所述环境温度高于20℃时，所述双金属片（22）向远离静触片（10）的一侧挠曲。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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